4. Расчет сил, действующих на груз при перевозке.

Продольные, поперечные и вертикальные инерционные силы, сила давления ветра и силы трения при перевозке достигают максимальных значений неодновременно. Поэтому они учитываются в расчетах размещения и крепления в двух сочетаниях табл. 6.

Таблица 6 – Сочетание сил.

Сочетание сил	Наименование сил
I	Продольная инерционная	Трения	–	–	–
II	–	Трения	Поперечная инерционная	Вертикальная инерционная	Ветровая нагрузка

Точкой приложения продольных, поперечных и вертикальных инерционных сил является ЦТ груза, точкой приложения равнодействующей силы ветра – геометрический центр площади наветренной поверхности.

Величина инерционной силы вычисляется из выражения

, (11)

где – удельное значение продольной инерционной силы, Н/кН веса груза.

Величина зависит от типа крепления груза и массы брутто вагона.

При перевозке груза с опорой на один вагон

(12)

с опорой на два вагона

(13)

где – удельное значение продольной инерционной силы, соответственно для вагонов массой брутто 22 и 94 т, а также сцепов массой брутто 44 и 188 т, принимаемые по таблице 7.

Величина поперечной горизонтальной инерционной силы зависит от скорости движения, типа рессорного подвешивания вагона, способа размещения груза в вагоне и определяется из выражения

, (14)

где – удельная величина поперечной инерционной силы, Н/кН, для предельных значений определяется по таблице 8.

В остальных случаях

(15)

Вертикальная инерционная сила возникает вследствие колебаний вагона при движении: подпрыгивания, галопирования и боковой качки и зависит от скорости движения и типа рессорного подвешивания.

, (16)

где – удельная величина вертикальной инерционной силы, Н/кН, вычисляется из выражений таблицы 9.

Ветровая нагрузка на боковую поверхность груза, подверженную действию ветра, определяется из выражения

, (17)

где – площадь проекции наветренной поверхности груза на продольную вертикальную плоскость,

500 Н/ – расчетное давление ветра.

Величина силы трения, препятствующей перемещению груза в продольном направлении, при перевозке груза с опорой на один вагон определяется из выражения

, (18)

при перевозке груза с опорой на два вагона с применением турникетных опор

, (19)

где – коэффициент трения скольжения груза по полу вагона, подкладкам, другим грузам или по опорной поверхности турникета. Принимается равным для трения дерева по дереву – 0,45; стали по дереву – 0,4; стали по стали – 0,3; железобетона по дереву – 0,55;

– коэффициент трения поворотно-подвижной части турникета по неподвижной принимается равным 0,1.

Величина силы трения, препятствующей перемещению груза в поперечном направлении, при перевозке груза с опорой на один вагон с учетом вертикальной инерционной силы определяется из выражения

(20)

Таблица 7 – Значения удельной продольной инерционной силы.

Тип крепления	Величина , н/кН, при массе вагона брутто, т
	с опорой груза на один вагон		с опорой груза на два вагона
	22	94	14	138
Упругое (проволочные растяжки и обвязки, деревянные упоры, распорные бруски, металлические полосовые обвязки) Жесткое (болтовое, сварные соединения)	1200 1900	970 1670	1200 1900	860 1560

Таблица 8 – Значения удельной поперечной инерционной силы.

Способ размещения груза	Величина , н/кН, при скорости поезда, км/ч
	90	100
С опорой на один вагон и расположением ЦТ груза в поперечной вертикальной плоскости, проходящей через: середину вагона шкворневую балку С опорой на два вагона	280 500 350	330 550 400

Таблица 9 – Формулы для расчета величины удельной вертикальной инерционной силы.

Скорость поезда, км/ч	Для четырехосных вагонов на тележках
	ЦНИИ-Х3
90
100

при перевозке с опорой на два вагона

. (21)

в случае одинаковой загрузки каждого вагона.